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DIY智能摇床,实现婴儿健康监护,提供设计方案、软硬件架构

作者:时间:2014-05-19来源:网络收藏

本文引用地址:http://www.eepw.com.cn/article/256932.htm

一、项目概述

1.1 项目摘要

婴儿安睡宝是基于STEVAL-MK1062V2开发套件的一个。它通过利用开发板上的传感器,增加电机,GPRS,音乐播放和来对婴儿睡眠环境进行监测并控制,使婴儿在一个温暖舒适的环境成长。

1.2 项目背景

睡眠对于婴儿的成长发育起着至关重要的作用。事实上,1岁前的婴幼儿每天至少有16小时是在睡觉中度过的,这是由于他们的脑部还没有完全发育成熟,很容易疲劳入睡。而且只有充足的睡眠,才能保证各组织器官的发育和成熟。否则,对脑组织的成熟及各器官的生长发育都是不利的。一个良好的睡眠环境是睡眠质量的保证,传统的摇床只是提供一个睡眠地方,并未对监测和改善婴儿的睡眠环境,它至少存在以下缺陷:

1. 当今社会的竞争越来越激烈,年轻的父母白天要工作晚上还要照顾宝宝睡觉,这已经严重影响了他们的休息。如何既能减轻父母的负担,又能够照顾好宝宝休息成为亟待解决的问题。

2. 宝宝在家睡觉,家长去外面买菜或临时出门做点事,这时宝宝突然醒来家长却不知道,宝宝有可能出现各种危险。

3. 婴儿的大脑是脆弱的,当有如手机,无线对讲机等大功率设备在婴儿旁边工作时其产生的辐射必然会对大脑的发育产生影响。如何在发现辐射时通知家长保障婴儿的睡眠质量是需要考虑的问题。

4. 温度、湿度等天气条件也是影响宝宝睡眠质量的重要因素。如果能够根据婴儿的睡眠情况自动调节空调,使其到达一个理想的睡眠环境,将会使婴儿发育更加良好。

针对以上这些问题,我们设计了本“婴儿安睡宝”,旨在为婴儿提供一个舒适、健康的睡眠环境,同时解决家长带宝宝的经验基本为零,且工作节奏快,时间少,缺乏婴幼儿护理方面的相关知识和经验等问题。

二、需求分析

2.1 功能要求

本婴儿安睡宝的功能为:

1. 宝宝从睡梦中醒来后,必定会翻转晃动,,加速度计通过摇床晃动幅度和加速度判断婴儿是否醒来,然后通过GPRS通知家长,同时电机控制摇床摇动,播放儿歌或讲故事,使得宝宝再次安静入睡。

2. 当手机或大功率电器靠近摇床,电磁辐射物对必然对地磁产生影响,地磁力计通过检测地磁的变化达到对辐射的监测。然后发出警报,避免辐射源靠近。

3. 压力和对环境气压、温度等进行实时监控,超出适宜的温度、压力值时将提醒家长,并立刻调节空调的输出,重新让婴儿感到舒适。

4. 监测婴儿的哭声,当哭声超过一定限度,或持续一定时间时,系统将会通知家长。

5. 根据婴儿的睡眠习惯,本安睡宝能够记录下多次睡眠的数据,通过模糊算法和内置小型专家系统,自动调节适合不同宝宝的 摇床晃动频率、睡眠温度等。

2.2 性能标准

整个系统的核心采用STM32来完成。通过、湿度传感器、地磁传感器、加速传感器、以及对宝宝睡眠环境和睡眠质量进行监测。在出现异常情况时,本系统能够自动调节并通知家长。

同时,本系统内置了模糊算法和小型的专家系统,在每次宝宝入睡时自动记录本次睡眠的各种数据:如进入睡眠的时间,当前温度,摇床晃动频率,角度等。通过多次的测量和数据的积累,系统将会自动调节找到不同宝宝喜爱的睡眠环境,适应不同宝宝的需要。

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